Pomrčine Sunca nastaju zbog nevjerojatnog nebeskog podudaranja u veličini i udaljenosti.

Osma travnja 2024. godine pružit će se jedinstvena prilika milijunima ljudi širom Sjedinjenih Američkih Država da svjedoče totalnoj pomrčini Sunca. Među gradovima koji će imati izravan pogled na ovaj rijedak kosmički događaj, koji traje samo nekoliko sati, nalaze se Austin u Teksasu, Buffalo u New Yorku i Cleveland u Ohiou.

Iako se mnogi astronomski događaji poput kometa i meteorskih kiša mogu promatrati s bilo koje točke na Zemlji, pomrčine su posebne. Za doživljaj potpune pomrčine potrebno je putovati u ono što se naziva staza potpunosti. Samo određena mjesta mogu vidjeti potpunu pomrčinu zbog određenih razmjera.

Relativno mala veličina Mjeseca i njegove sjene čine pomrčine Sunca događajima koji se doživljavaju jednom u životu. U prosjeku, totalne pomrčine Sunca vidljive su negdje na Zemlji svakih nekoliko godina. No, s bilo koje pojedinačne lokacije na Zemlji, približno je 375 godina između dviju solarnih pomrčina.

Iako sam astronom, nikada nisam vidio totalnu pomrčinu Sunca, stoga planiram putovati u Erie, Pennsylvania, koji se nalazi na stazi potpunosti, za ovu priliku. Ovo je jedna od rijetkih prilika koje imam da doživim totalnu pomrčinu bez potrebe za puno skupljim putovanjem na neko udaljenije mjesto. Mnogi ljudi su me pitali zašto su pomrčine u blizini tako rijetke, a odgovor je povezan s veličinom Mjeseca i njegovom udaljenošću od Sunca.

Veličina i razmjere
Solarna pomrčina može se promatrati kada Mjesec prođe ispred Sunca, blokirajući dio ili cijelo Sunce s našeg vidika. Da bi ljudi na Zemlji mogli vidjeti pomrčinu, Mjesec, dok orbitira oko Zemlje, mora se točno nalaziti na liniji pogleda promatrača prema Suncu. Međutim, samo će neki promatrači vidjeti pomrčinu, jer Mjesec neće blokirati pogled na Sunce svim ljudima na dan pomrčine.

Činjenica da se solarne pomrčine uopće događaju predstavlja određenu numeričku koincidenciju. Slučajno se događa da je Sunce približno 400 puta veće od Mjeseca, ali je također 400 puta udaljenije od Zemlje.

Stoga, iako je Mjesec mnogo manji od Sunca, dovoljno je blizu Zemlji da se s nje čini iste veličine kao Sunce.

Na primjer, vaš mali prst je puno, puno manji od Sunca, ali ako ga držite na dužini ruke, čini se dovoljno velikim da blokira Sunce. Mjesec može učiniti isto – može blokirati Sunce ako je savršeno poravnat s vašeg gledišta.

Staza potpunosti
Kada se Zemlja, Mjesec i Sunce savršeno poravnaju, Mjesec baca svoju sjenu na Zemlju. Budući da je Mjesec okrugao, njegova sjena koja pada na Zemlju također je okrugla. Jedini ljudi koji će vidjeti pomrčinu su oni koji se nalaze na dijelu Zemlje gdje sjena u tom trenutku pada.

Mjesec neprestano orbitira oko Zemlje, pa kako vrijeme prolazi tijekom pomrčine, sjena Mjeseca se kreće preko površine Zemlje. Ta sjena izgleda kao gusta linija koja može pokrivati stotine kilometara u dužini. Astronomi tu liniju nazivaju staza potpunosti.

S bilo koje dane lokacije duž staze potpunosti, promatrač može vidjeti Sunce potpuno pomračeno nekoliko minuta. Nakon toga, sjena se udaljava s te lokacije i Sunce postepeno postaje sve vidljivije.

Nagnuta orbita

Solarna pomrčina se ne događa svaki put kada Mjesec prođe između Zemlje i Sunca. Da je to slučaj, došlo bi do solarne pomrčine svakog mjeseca.

Ako biste mogli lebdjeti iznad Sjevernog pola Zemlje i promatrati Mjesečevu orbitu odozgo, vidjeli biste da se Mjesec poravna sa Suncem jednom svaki put kada obiđe Zemlju, što je otprilike jednom mjesečno. S te točke gledišta, izgleda kao da bi Mjesečeva sjena trebala pasti na Zemlju svakom orbitom.

Međutim, ako biste mogli promijeniti svoju perspektivu kako biste pogledali Mjesečevu orbitu s razine orbitalne ravnine, vidjeli biste da je Mjesečeva orbita nagnuta za otprilike 5 stupnjeva u odnosu na Zemljinu orbitu oko Sunca. Taj nagib znači da ponekad Mjesec bude previsoko pa njegova sjena prođe iznad Zemlje, a ponekad bude prenisko pa njegova sjena prođe ispod Zemlje. Do pomrčine dolazi samo kada je Mjesec pravilno pozicioniran tako da njegova sjena padne na Zemlju.

Kako vrijeme prolazi, Zemlja i Mjesec nastavljaju se okretati, i konačno se Mjesec poravna s Zemljinom orbitom oko Sunca u istom trenutku kada Mjesec prođe između Sunca i Zemlje.

Iako će samo određeni gradovi biti na stazi potpunosti za ovu travanjsku pomrčinu, cijele Sjedinjene Američke Države su dovoljno blizu te staze tako da će promatrači izvan staze potpunosti vidjeti djelomičnu pomrčinu. Na tim lokacijama, Mjesec će se činiti kao da prolazi ispred dijela Sunca, ostavljajući vidljiv oblik polumjeseca Sunca u trenutku maksimalne pomrčine.

Original:
Christopher Palma
Profesor nastave, Odsjek za astronomiju i astrofiziku, Penn State